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薬剤性痙攣を予測可能するヒトiPS細胞由来ニューロンの薬毒性評価系の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K15577
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 薬理学一般
研究機関東北大学

研究代表者

小田原 あおい  東北大学, 材料科学高等研究所, JSPS特別研究員(PD) (80795287)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードヒトiPS細胞由来ニューロン / 平面微小電極アレイ / 同期バースト発火 / 薬効評価 / 人工知能 / AI
研究成果の概要

ヒトiPS細胞由来ニューロンの微小電極アレイ(MEA)計測法を用いた薬剤性痙攣予測法は、ヒト細胞に対する薬剤性痙攣毒性を予測できる可能性を有していることから期待されている評価系の一つである。本研究では、評価系構築に向けた基礎検討を行い、ヒトiPS細胞由来ニューロンの種類、細胞密度、培地条件、アストロサイト共培養条件による自発活動特性と痙攣陽性化合物に対する応答を調べた。培養条件によって応答性が異なること、1つのパラメータでは痙攣様毒性の検出が困難であることがわかった。また、非線形時系列解析法、周波数解析法、AIを用いた同期バースト発火検出法が解析法として有効であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトiPS細胞由来ニューロンの微小電極アレイ(MEA)計測法を用いた薬剤性痙攣予測法は、国内外で製薬会社も含めた取り組みが行われており、本研究成果は、実用化を推進する成果であり、社会的意義は大きい。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Toxicological evaluation of convulsant and anticonvulsant drugs in human induced pluripotent stem cell-derived cortical neuronal networks using an MEA system2018

    • 著者名/発表者名
      Odawara A.、Matsuda N.、Ishibashi Y.、Yokoi R.、Suzuki I.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 10416-10416

    • DOI

      10.1038/s41598-018-28835-7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temporally coordinated spiking activity of human induced pluripotent stem cell-derived neurons co-cultured with astrocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Kayama Tasuku、Suzuki Ikuro、Odawara Aoi、Sasaki Takuya、Ikegaya Yuji
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 495 号: 1 ページ: 1028-1033

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.11.115

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detection of synchronized burst firing in cultured human induced pluripotent stem cell-derived neurons using a 4-step method2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuda N.、Odawara A.、Katoh H.、Okuyama N.、Yokoi R.、Suzuki I.
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 497 号: 2 ページ: 612-618

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.02.117

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Nano-fiber deviceを用いたヒトiPS細胞由来ニューロンのMEA計測2019

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 堀晃輔, 遠井紀江, 饗庭一博, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      日本安全性薬理研究会 第10回学術年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Assessment of seizure liability in human iPSC-derived neurons using AI2019

    • 著者名/発表者名
      松田 直毅, 小田原あおい, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      第92回 日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来神経ネットワークを用いた痙攣毒性のAI予測2019

    • 著者名/発表者名
      松田 直毅, 小田原あおい, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      第18回 日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Toxicological evaluation of conversant and anticonvulsant drugs in human induced pluripotent stem cell derived cortical neuronal networks using an MEA system2018

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Naoki Matsuda, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      ISSCR 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MEAシステムを用いたヒトiPS細胞由来末梢ニューロンの痛み応答評価2018

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      第45回 日本毒性学会学術年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] MEAシステムを用いたヒトiPS細胞由来感覚ニューロンの痛み応答評価2018

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      日本安全性薬理研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来末梢ニューロンを用いた痛み応答評価2018

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      再生医療学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Electrophysiological Pain Responses in Cultured Human iPSC-Derived Sensory Neurons Using High-Throughput Multi-Electrode Array System2018

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Naoki Matsuda, Yuto Ishibashi, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      Society of toxicology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MEAシステムを用いたヒトiPS細胞由来感覚ニューロンのin vitro痛み応答計測2017

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 飯田拓也, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      生体医工学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] MEAシステムを用いたヒトiPS細胞由来末梢ニューロンの痛み応答評価2017

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      日本毒性学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] MEAを用いたヒトiPS細胞由来末梢ニューロンの痛み評価2017

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      電気学会・電子・情報システム部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトiPSC由来末梢ニューロンを用いた抗癌剤の痛み応答評価2017

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      ライフサポート学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] MEA システムを用いたヒト iPS 細胞由来末梢ニューロンの痛み応答評価2017

    • 著者名/発表者名
      小田原あおい, 松田直毅, 鈴木郁郎
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Pain responses in human iPSC-derived sensory neurons using MEA system2017

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Takuya Iida, Naoki Matsuda1 Ryan Arant, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      International Society for Stem Cell Research
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pain responses of cultured human iPSC-derived sensory neurons using high-throughput MEA system2017

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Naoki Matsuda, Yuto Ishibashi, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      Safety pharmacology society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Induction of epileptiform activity and effects of anti-epilepsy drugs in cultured human induced pluripotent stem cell-derived cortical neuronal networks2017

    • 著者名/発表者名
      Aoi Odawara, Naoki Matsuda, Ikuro Suzuki
    • 学会等名
      American Epilepsy Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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